在數(shù)控銑床加工中，有很多需要考慮的工藝性問題，垂直進刀方式的設(shè)置就是其中之一。使用Master CAM軟件自動編程，可設(shè)置三種垂直進刀方式：一是直接垂直向下進刀；二是螺旋式軌跡進刀方式；三是斜線軌跡進刀方式。這三種垂直進刀方式各有優(yōu)點，設(shè)置得當(dāng)可以優(yōu)化刀具路徑，改善加工條件，從而提高加工效率、工件加工精度和刀具的耐用度。有關(guān)垂直進刀方式的設(shè)置問題，它所涉及的參數(shù)比較多，要全面分析難度較大。下面從幾個方面介紹如何進行垂直進刀方式的設(shè)置和優(yōu)化。

 

　　2三種垂直進刀方式的比較211直接垂直進刀方式直接垂直進刀方式就是垂直向下進刀，刀具軌跡為直線，在MasterCAM軟件自動編程中，大多數(shù)加工方式默認只能采用直接垂直向下進刀方式，如“外形銑削”、“平面銑削”、“曲面精加工”等。這些加工方式可以通過參數(shù)設(shè)置，讓刀具從工件外垂直進刀，在進刀過程中不切削材料。可以看出，直接垂直進刀方式在進刀過程中要切削材料時，只能用于具有垂直吃刀能力的鍵槽銑刀。因為立銑刀的端部中心部分沒有切削刃，垂直進刀的切削能力很小，而鍵槽銑刀是兩刃刀具，其端部刀刃通過銑刀中心，有垂直吃刀的能力。但由于鍵槽銑刀只有兩條切削刃，加工時不平穩(wěn)，在大面積切削中的加工效率較低，加工零件的表面粗糙度也不太理想。實際加工中一般都會先用鉆頭在零件的實體上事先鉆一個孔后，換多刃立銑刀加工。

 

　　212螺旋軌跡進刀方式和斜線軌跡進刀方式“2D挖槽加工”和“3D曲面挖槽粗加工”有螺旋進刀方式和斜線進刀方式的設(shè)置，在加工中，可根據(jù)加工的實際情況選擇二者之一。這兩種加工方式從工件頂部直接垂直向下進刀，在進刀過程中要切削材料?？梢钥闯觯菪壽E進刀方式和斜線軌跡進刀方式的進刀，刀具在實現(xiàn)向下（Z軸方向）進刀的同時，有水平方向（X、Y方向）的走刀，是銑刀的側(cè)刃逐漸向下銑削而實現(xiàn)向下進刀。因此，螺旋式軌跡進刀方式和斜線軌跡進刀方式能用于端部切削能力較弱的立銑刀的向下進刀。但這兩種進刀方式的走刀軌跡較長，降低了加工效率。實際加工中，若垂直進刀的次數(shù)多時，常采取鉆工藝孔后直接垂直進刀方式。若垂直進刀的次數(shù)少時，常設(shè)置螺旋進刀方式和斜線進刀方式。特別是小批量生產(chǎn)中，為了減少裝夾、對刀的輔助時間，*好采用螺旋方式或斜線方式進刀。

 

　　3螺旋進刀和斜線進刀設(shè)置的實現(xiàn)步驟在MasterCAM軟件中設(shè)置刀具路徑、編制數(shù)控加工程序時，大多數(shù)加工方式只能采用直接垂直向下進刀方式，只有2D加工中的“挖槽加工”和3D曲面加工中的“挖槽粗加工”才有螺旋進刀方式和斜線進刀方式的設(shè)置。

 

　　3112D“挖槽加工”中的螺旋進刀和斜線進刀設(shè)置的實現(xiàn)步驟首先用MasterCAM軟件的CAD功能設(shè)計型腔輪廓，按照下面的順序操作可進行螺旋進刀方式和斜線進刀方式設(shè)置：主功能菜單???刀具路徑???挖槽???選擇型腔輪廓???執(zhí)行???執(zhí)行???挖槽對話框。然后再選取“粗銑/精銑參數(shù)”項。在對話框的右邊有一個“螺旋式進刀或斜線式進刀”按鈕，按鈕前有一個方形復(fù)選框。此按鈕平常處在暗顯示狀態(tài)，這種狀態(tài)下，刀具的進刀方式是所示的垂直進刀方式。如果采用螺旋或斜線進刀方式，則點

 

　　擊復(fù)選框，進刀方式按鈕“螺旋式進刀或斜線式進刀”呈明顯示狀態(tài)，這時點擊按鈕，出現(xiàn)“螺旋/斜線參數(shù)”設(shè)置對話框。對話框中有兩個選項：螺旋式進刀和斜線式進刀。

 

　　312 3D“挖槽粗加工”中的螺旋進刀和斜線進刀設(shè)置的實現(xiàn)步驟首先用Mas2 terCAM軟件的CAD功能設(shè)計零件模型，按照下面的順序操作可進行螺旋進刀方式和斜線進刀方式設(shè)置：主功能菜單???刀具路徑???曲面加工???粗加工???挖槽粗加工???選零件模型???執(zhí)行???曲面粗加工挖槽對話框。然后再選取“挖槽粗加工參數(shù)”項。在對話框的中間偏上方有一個“螺旋式進刀或斜線式進刀”按鈕，按鈕前有一個方形復(fù)選框。此按鈕平常處在暗顯示狀態(tài)，這種狀態(tài)下，刀具的進刀方式是所示的垂直進刀方式。如要采用螺旋或斜線進刀方式，則點擊復(fù)選框，進刀方式按鈕“螺旋式進刀或斜線式進刀”呈明顯示狀態(tài)，這時點擊按鈕，出現(xiàn)“螺旋/斜線參數(shù)”設(shè)置對話框。對話框中有兩個選項：螺旋式進刀或斜線式進刀。

 

　　4垂直進刀方式的典型應(yīng)用411直接垂直進刀工藝孔的加工41111工藝孔圓心位置的確定方法用立銑刀直接垂直進刀進行“2D挖槽加工”和“3D挖槽粗加工”時，都要先用鉆頭在零件的實體上事先鉆一個工藝孔。工藝孔圓心位置的確定是工藝孔加工前首先要解決的問題，也是工藝孔加工的難點。常采取的方法是通過分析數(shù)控加工程序來確定工藝孔圓心的位置。如加工所示工件采用所示走刀軌跡，所示走刀軌跡后置處理的加工程序為O1111.通過分析數(shù)控加工程序O1111可知工藝孔的圓心位置為X - 121538Y - 61457 （見程序O1111第4行）。

 

　　41112工藝孔深度的確定方法“2D挖槽加工”和“3D挖槽粗加工”用立銑刀直接垂直進刀，應(yīng)先鉆一個工藝孔。在加工工藝孔時，該工藝孔的深度控制要比較準確。工藝孔深度太淺，在直接垂直進刀過程中很有可能使立銑刀損壞；工藝孔深度太深，超出工件要求加工的位置時，會導(dǎo)致工件過切而報廢。如何確定工藝孔的深度，如加工所示工件，首先要采用“挖槽粗加工”開粗。

 

　　挖槽開粗所鉆工藝孔深度可通過前視圖分析刀具軌跡確定。可知，鉆孔深度位置在圖示的“進刀終點位置”和“鉆孔極限位置”之間是可以滿足要求的?？紤]到鉆頭為圓錐形，工藝孔應(yīng)鉆至“進刀終點位置”下方，使立銑刀有足夠的直接垂直進刀位置。但是加工a所示工件時，“進刀終點位置”和“鉆孔極限位置”為同一位置，用鉆頭鉆工藝孔較難滿足立銑刀直接垂直進刀的要求，此時可采用鍵槽銑刀來加工工藝孔。

 

　　412“由切削范圍外進刀”選項的應(yīng)用

 

　　“由切削范圍外進刀”復(fù)選框毛坯開粗時常采用3D曲面加工的“挖槽粗加工”方式，“挖槽粗加工”常從毛坯頂部進刀。如所示工件，首先應(yīng)進行“挖槽粗加工”對毛坯開粗，去除大部分材料。對兩工件開粗時，采用直接垂直向下進刀、螺旋式軌跡進刀、斜線式軌跡進刀三種進刀方式之一都可以，但是采用直接垂直向下進刀首先應(yīng)鉆工藝孔。實際加工中，在加工所示這類只去除四周材料的工件時，可選中“由切削范圍外進刀”復(fù)選框，從而簡化刀具軌跡，提高加工效率。

 

　　413“沿邊界漸降進刀”的應(yīng)用“螺旋/斜線參數(shù)”設(shè)置對話框中，有一“沿邊界漸降進刀”復(fù)選框，選中“沿邊界漸降進刀”復(fù)選框，可設(shè)定刀具沿邊界漸降進刀。實際加工中，通常是在螺旋進刀失敗時才采用“沿邊界漸降進刀”。但是，筆者經(jīng)過多次加工發(fā)現(xiàn)，靈活應(yīng)用“沿邊界漸降進刀”選項，有時可優(yōu)化進刀，得到相對合理的刀具軌跡。

 

　　特別是在加工工件型腔較小，螺旋進刀半徑不能太大的情況下更加有用。如加工所示工件，采用“沿邊界漸降進刀”的進刀軌跡如所示。

 

　　414螺旋進刀螺旋半徑的設(shè)置在螺旋式進刀參數(shù)設(shè)置對話框中，有“*小半徑”和“*大半徑”兩個參數(shù)項，用來設(shè)置螺旋進刀時螺旋線的半徑。螺旋線半徑應(yīng)根據(jù)型腔空間大小及銑削深度確定，一般是螺旋半徑愈大，進刀的切削路程越長。當(dāng)設(shè)置了“*小半徑”和“*大半徑”后，螺旋線半徑的實際值由MasterCAM軟件根據(jù)零件模型計算確定。當(dāng)MasterCAM軟件計算出以*大半徑進刀會發(fā)生干涉時，螺旋線半徑為“*大半徑”。當(dāng)計算機以*大半徑進刀會發(fā)生干涉時，系統(tǒng)自動調(diào)小螺旋線半徑。螺旋線半徑*小限度為“*小半徑”，當(dāng)MasterCAM軟件計算出以*小半徑進刀還發(fā)生干涉時，則系統(tǒng)將進刀方式設(shè)置為直接垂直進刀方式。

 

　　螺旋進刀時螺旋線實際半徑以系統(tǒng)*后確定的半徑為準。編程人員應(yīng)注意觀察分析螺旋線實際半徑大小能否滿足刀具加工的要求。立銑刀的端部中心部分沒有切削刃，螺旋進刀時螺旋線的半徑至少應(yīng)大于d /2.

 

　　415斜插式進刀的應(yīng)用在工件加工中，當(dāng)采用螺旋式進刀和斜插式進刀都能滿足要求時，螺旋式進刀和斜插式進刀二者可任取其一。但是當(dāng)加工所示長而窄的槽時，采用螺旋式進刀螺旋線半徑不能太大，此時用斜插式進刀比較理想。

 

　　5結(jié)語

 

本文對MasterCAM數(shù)控()加工中的三種垂直進刀方式進行了分析，針對不同特征的零件，提出進刀方式和刀路設(shè)置的原則，通過實例，說明本文的分析是正確的，具有可實踐性。